KR20160105970A - Mems 전기 콘택트 시스템 및 방법 - Google Patents

Mems 전기 콘택트 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20160105970A
KR20160105970A KR1020167015361A KR20167015361A KR20160105970A KR 20160105970 A KR20160105970 A KR 20160105970A KR 1020167015361 A KR1020167015361 A KR 1020167015361A KR 20167015361 A KR20167015361 A KR 20167015361A KR 20160105970 A KR20160105970 A KR 20160105970A
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electrical contact
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KR1020167015361A
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로만 씨. 구티에레즈
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디지털옵틱스 코퍼레이션 엠이엠에스
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

마이크로전자기계 시스템(MEMS) 디바이스에는 하나 이상의 소결된 전기 콘택트가 제공될 수 있다. MEMS 디바이스는 MEMS 액추에이터 또는 MEMS 센서일 수 있다. 소결된 전기 콘택트들은 실버-페이스트 금속화 전기 콘택트들일 수 있다. 소결된 전기 콘택트들은 릴리스된 MEMS 디바이스들의 웨이퍼 상에 금속 페이스트, 금속 프리폼, 금속 잉크, 또는 금속 분말과 같은 소결 재료를 침착하고, 침착된 소결 재료가 디바이스의 기판 내로 확산되도록 웨이퍼를 가열함으로써, 디바이스와의 전기 콘택트를 만드는 것에 의해 형성될 수 있다. 침착된 소결 재료는 소결 공정 동안에 기판 상의 절연 층을 돌파할 수 있다. MEMS 디바이스는 카메라에 대한 자동 초점 조절, 줌 조절, 및 광학 이미지 안정화를 용이하게 하는 제1 및 제2 MEMS 액추에이터들을 가진 다자유도 액추에이터일 수 있다.

Description

MEMS 전기 콘택트 시스템 및 방법{MEMS ELECTRICAL CONTACT SYSTEMS AND METHODS}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는, 2013년 11월 11일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/902,748호에 대한 우선권 및 그의 이익을 주장한다.
기술분야
하나 이상의 실시예는 일반적으로 마이크로전자기계 시스템(microelectromechanical system, MEMS)에 관한 것이며, 더 구체적으로는 MEMS 디바이스들을 위한 전기 콘택트(electrical contact)에 관한 것이다.
MEMS 액추에이터(actuator) 및 MEMS 센서와 같은 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 디바이스들이 잘 알려져 있다. MEMS 디바이스들은 다양한 웨이퍼 레벨 처리 기법들을 이용하여 제조될 수 있다. MEMS 디바이스들을 위한 전기 콘택트들은 종종 웨이퍼 제조 동안에 금속 스퍼터링 및 패터닝 공정들을 이용하여 형성된다. 특히 MEMS 디바이스들은 종종 웨이퍼 제조 후에 에칭 공정에서 릴리스(release)되어야 하는 이동 가능 또는 작동 가능 부분들을 포함한다.
몇몇 상황들에서, 주의하지 않으면, 이러한 유형의 에칭 공정들 또는 고온 공정들과 같은 다른 웨이퍼 제조 공정들이 웨이퍼 제조 동안에 형성된 금속 콘택트들에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 몇몇 경우에, MEMS 디바이스들을 위한 금속 콘택트들은 릴리스된 웨이퍼들 또는 다이들의 증발 동안에 섀도 마스크를 이용하여 릴리스 후에 형성된다. 그러나, 이러한 유형의 섀도 마스킹 작업들은 엄청나게 비용이 들고/들거나 노동 집약적일 수 있다.
따라서 MEMS 디바이스들을 위한 개선된 전기 콘택트들을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
일 실시예에 따르면, MEMS 디바이스는 MEMS 디바이스를 외부 회로에 전기적으로 연결하기 위한 하나 이상의 전기 콘택트를 포함할 수 있다. 전기 콘택트들은 금속화 전기 콘택트들, 예를 들어 실버-페이스트 금속화(silver-paste metalized) 전기 콘택트들 또는 MEMS 디바이스 상에 재료를 소결시키는 것에 의해 형성된 다른 전기 콘택트들일 수 있다. 소결 재료는 실버 페이스트와 같은 금속 페이스트, 금속 프리폼(preform), 금속 분말, 금속 잉크(metal ink), 또는 MEMS 디바이스 상에 소결시키는 것에 의해 금속 콘택트들을 형성하기 위한 다른 적합한 재료들 또는 재료들의 조합들을 포함할 수 있다. 실버-페이스트-금속화 콘택트들과 같은 전기 콘택트들은 MEMS 디바이스의 표면 상에, MEMS 디바이스의 에지의 연장된 부분 상에 형성되거나, MEMS 디바이스 상에 달리 배치될 수 있다. 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트들과 같은 소결된 전기 콘택트들은 MEMS 센서 또는 MEMS 액추에이터와 같은 임의의 적합한 MEMS 디바이스 상에 형성될 수 있다. 외부 회로는 도선(lead line), 인쇄 회로 보드와 같은 인쇄 회로, 또는 소결된 전기 콘택트들을 통해 MEMS 디바이스에 결합될 수 있는 다른 회로를 포함할 수 있다.
MEMS 디바이스 상에 재료를 소결시키는 것에 의해 형성된 전기 콘택트들은 싱귤레이션되지 않은(unsingulated) MEMS 디바이스들의 웨이퍼를 제공하는 것, 에칭 작업들과 같은 처리 작업들을 수행하여 웨이퍼 상에 MEMS 디바이스들의 작동 부분들을 릴리스하는 것, 릴리스된 MEMS 웨이퍼 상에 소결 재료를 침착(depositing)하는 것, 및 웨이퍼를 가열함으로써 소결 재료를 소결시키는 것에 의해 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 에칭 작업들과 같은 반도체 처리 작업들에 의해 부정적인 영향을 받을 수 있는 금속 콘택트들이, MEMS 디바이스의 이동 부분들을 릴리스하는 에칭 작업들이 완료된 후에 MEMS 디바이스 상에 형성될 수 있다. 소결 작업들 전에 또는 후에 개별 MEMS 디바이스들을 형성하도록 웨이퍼가 싱귤레이션될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디바이스는 제1 축을 따른 병진으로 플랫폼(platform)을 이동시키도록 구성된 적어도 하나의 제1 MEMS 액추에이터를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 제2 MEMS 액추에이터는 제1 축에 대체로 수직인 방향으로 플랫폼을 이동시키도록 구성될 수 있다. 디바이스는 적어도 하나의 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트를 포함할 수 있다. 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트는 도전성 에폭시를 사용하여 도선에 부착되도록 구성된 실버 페이스트 도트(silver paste dot)를 포함하는 액추에이터의 연장된 부분일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디바이스는 도전성 에폭시를 사용하여 제어 전압을 공급하기 위해 제어 도선에 연결되도록 구성된 제1 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트, 및 도전성 에폭시를 사용하여 기준 전압을 공급하기 위해 기준 도선에 연결되도록 구성된 제2 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 액추에이터 어셈블리는 병진으로 플랫폼을 이동시키도록 구성된 적어도 하나의 제1 MEMS 액추에이터, 및 접선 방향으로 플랫폼을 이동시키도록, 예컨대, 회전시키도록 구성된 적어도 하나의 제2 MEMS 액추에이터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, MEMS 액추에이터 어셈블리는 카메라의 초점을 조절하도록 그리고 카메라에 대한 광학 이미지 안정화를 제공하도록 구성된 복수의 네스팅된(nested) 액추에이터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라를 동작시키기 위한 방법은 적어도 하나의 제1 MEMS 액추에이터를 이용하여 병진으로 플랫폼을 이동시키는 단계, 및 적어도 하나의 제2 MEMS 액추에이터를 이용하여 접선 방향으로 플랫폼을 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 다자유도(multiple degree of freedom) 액추에이터는 고정 프레임, 고정 프레임에 대하여 이동 가능한 플랫폼, 및 고정 프레임과 플랫폼을 상호 연결하는 3개의 독립적으로 이동 가능한 MEMS 액추에이터를 포함할 수 있다. 3개의 MEMS 액추에이터는 협력하여 3개의 자유도에서 플랫폼을 이동시키도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 방법은 고정 프레임에 대하여 이동 가능한 플랫폼을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 플랫폼은 3개의 독립적으로 이동 가능한 MEMS 액추에이터를 이용하여 3개의 자유도에서 이동될 수 있다.
본 발명의 범주는 이 '발명의 내용'에 참고로 포함되는 청구범위에 의해 한정된다. 다음에 나오는 하나 이상의 실시예에 대한 상세한 설명을 고려함으로써, 본 발명의 실시예들의 더 완전한 이해뿐만 아니라 그의 추가의 이점들의 실현이 당업자에게 제공될 것이다. 먼저 간단히 기술될 첨부 도면들을 참조할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른, MEMS 디바이스를 가진 전자 디바이스를 보여주는 도면.
도 2는 일 실시예에 따른, 렌즈 배럴(lens barrel)을 가진 소형 카메라를 보여주는 도면.
도 3a는 일 실시예에 따른, 액추에이터 모듈이 내부에 배치된 렌즈 배럴을 가진 소형 카메라를 보여주는 도면.
도 3b는 일 실시예에 따른, 렌즈 배럴 및 액추에이터 모듈을 분해도로 보여주는 도면.
도 4는 일 실시예에 따른, 다자유도 액추에이터가 내부에 배치된 액추에이터 모듈을 보여주는 도면.
도 5는 일 실시예에 따른, 다자유도 액추에이터를 보여주는 도면.
도 6은 일 실시예에 따른, 도 5의 다자유도 액추에이터의 하나의 섹터를 보여주는 확대도.
도 7은 일 실시예에 따른, 명료성을 위해 콤 드라이브 티스(comb drive teeth)가 제거된 도 6의 섹터를 보여주는 도면.
도 8은 일 실시예에 따른, 도 7의 면외(out-of-plane) 액추에이터를 보여주는 확대도.
도 9는 일 실시예에 따른, 도 6의 면내(in-plane) 액추에이터의 일부분 및 면외 액추에이터의 일부분을 보여주는 확대도.
도 10은 일 실시예에 따른, 다자유도 액추에이터의 동작의 일례를 보여주는 흐름도.
도 11은 일 실시예에 따른, 전기 콘택트를 가진 운동학적 마운트 플렉셔(kinematic mount flexure)를 예시하는 도면.
도 12는 일 실시예에 따른, 다자유도 액추에이터가 내부에 배치된 액추에이터 모듈의 다른 실시예를 보여주는 도면.
도 13은 일 실시예에 따른, 기준 전압에 결합하기 위한 실버 페이스트 금속화를 가진 소결된 전기 콘택트를 보여주는 확대도.
도 14는 일 실시예에 따른, 제어 전압에 결합하기 위한 실버 페이스트 금속화를 가진 소결된 전기 콘택트를 보여주는 확대도.
도 15는 일 실시예에 따른, 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트들을 가진 액추에이터에 대한 전기 연결을 형성하는 것의 일례를 보여주는 흐름도.
도 16은 일 실시예에 따른, MEMS 디바이스들을 위한 전기 콘택트들을 형성하기 위한 프로세스의 일례를 보여주는 흐름도.
도 17은 일 실시예에 따른, MEMS 웨이퍼 상에 소결된 전기 콘택트들이 형성되는 다양한 제조 단계들 동안의 MEMS 웨이퍼의 예시적인 부분을 보여주는 다이어그램.
본 발명의 실시예들 및 그의 이점들이 다음에 나오는 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해된다. 하나 이상의 도면들에 예시된 동일한 요소들을 식별하기 위해 동일한 도면 부호들이 사용된다는 것을 이해해야 한다.
매우 다양한 여러 전자 디바이스들에서 사용하기에 적합한 MEMS 액추에이터 또는 MEMS 센서와 같은 MEMS 디바이스가 다양한 실시예들에 따라 개시된다. MEMS 디바이스는 적어도 하나의 소결된 전기 콘택트를 포함할 수 있다. 소결된 전기 콘택트는 소결된 금속 분말, 소결된 금속 페이스트, 또는 소결된 금속 프리폼과 같은 소결된 재료를 가진 전기 콘택트로부터 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 소결된 전기 콘택트는 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트와 같은 금속화 전기 콘택트일 수 있다.
일 실시예에 따르면, MEMS 디바이스 상의 소결된 전기 콘택트(때때로 본 명세서에서 금속화 전기 콘택트로 불림)는 웨이퍼 레벨 처리 동안에, MEMS 웨이퍼를 릴리스한 후에(예컨대, 웨이퍼 상의 MEMS 디바이스들의 이동하는 또는 작동하는 부분들을 고정시키는 산화물 재료와 같은 재료를 에칭 제거하는 것에 의해), MEMS 웨이퍼 상의 전기 콘택트 위치들에 금속 분말, 금속 프리폼, 금속 잉크, 또는 실버 페이스트와 같은 금속 페이스트와 같은 재료를 침착하고, (예컨대, 침착된 재료를 소결시키기 위해) MEMS 웨이퍼를 가열하여 소결된 전기 콘택트들을 형성하고, 웨이퍼를 싱글레이션하여 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트들과 같은 소결된 전기 콘택트들을 가진 개별 MEMS 디바이스들을 형성하는 것에 의해 형성될 수 있다.
일 실시예에서, MEMS 디바이스는 다자유도 액추에이터일 수 있다. 다자유도 액추에이터는, 예를 들어, 소형 카메라와 같은, 카메라에 사용되도록 구성될 수 있다. 다자유도 액추에이터는 수동으로 또는 자동으로 소형 카메라의 초점을 조절하는 데 사용될 수 있다. 다자유도 액추에이터는 소형 카메라의 줌을 조절하는 데 이용될 수 있다. 다자유도 액추에이터는 광학 소자의 중심화(centration)를 용이하게 하는 데 이용될 수 있다. 다자유도 액추에이터는 소형 카메라를 위한 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 제공하는 데 이용될 수 있다. 다자유도 액추에이터는 광학체들을 정렬시키는 데(예를 들어 그의 사용 중에 광학체들을 능동적으로 정렬시키기 위해), 예컨대, 카메라 내의, 렌즈들 또는 다른 광학 소자들에 대한 미세한 정렬을 제공하는 데 이용될 수 있다. 다자유도 액추에이터는 광학 보정을 위해, 예컨대, 광학 소자들 내의 바람직하지 않은 결함의 효과를 완화시키는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 내의 결함을 더 바람직한(또는 덜 해로운) 위치에 위치시키기 위해 렌즈가 회전될 수 있다. 다자유도 액추에이터는 전자 디바이스에서 또는 임의의 다른 디바이스에서 임의의 다른 원하는 응용을 위해 사용될 수 있다.
하나 이상의 실시예에 따르면, 다자유도 액추에이터는 하나 이상의 MEMS 액추에이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다자유도 액추에이터는 선형 콤 드라이브들 및 회전형 콤 드라이브들을 포함할 수 있다.
다자유도 액추에이터는 일체식 구성(monolithic construction)을 이용하여 형성될 수 있다. 다자유도 액추에이터는 비-일체식 구성을 이용하여 형성될 수 있다. 다자유도 액추에이터는, 예를 들어, 에칭 및/또는 미세 기계 가공과 같은, 현대의 제조 기법들을 이용하여 형성될 수 있다. 다양한 다른 제조 기법들이 고려된다.
다자유도 액추에이터는 규소(예컨대, 단결정 규소 및/또는 다결정 규소)로 형성될 수 있다. 다자유도 액추에이터는 규소, 게르마늄, 다이아몬드, 및/또는 갈륨 비소와 같은 다양한 반도체 재료로 형성될 수 있다. 다자유도 액추에이터를 형성하는 재료는 그의 원하는 도전율을 얻기 위해 도핑될 수 있다. 다자유도 액추에이터는 텅스텐, 티타늄, 게르마늄, 알루미늄, 및/또는 니켈과 같은 금속으로 형성될 수 있다. 이들 및 다른 재료들의 임의의 원하는 조합이 사용될 수 있다.
다자유도 액추에이터 및/또는 다자유도 액추에이터에 의해 이동되는 아이템들의 모션 제어가 다양한 실시예들에 따라 개시된다. 모션 제어는 아이템의 원하지 않은 이동을 완화시키면서, 아이템의 원하는 이동을 용이하게 하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 모션 제어는 렌즈의 다른 이동을 억제하면서, 렌즈의 광학 축을 따른 렌즈의 이동을 용이하게 하는 데 이용될 수 있다. 따라서, 모션 제어는 모든 다른 병진 자유도에서 렌즈의 이동을 억제하면서 그리고 모든 회전 자유도에서 렌즈의 이동을 억제하면서, 하나의 원하는 병진 자유도에서 렌즈의 이동을 용이하게 하는 것에 의해 초점 조절 및/또는 줌 조절을 제공하는 데 이용될 수 있다.
다른 예에서, 모션 제어는 모든 3개의 회전 자유도에서 렌즈의 이동을 억제하면서, 모든 3개의 병진 자유도에서 렌즈의 이동을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 모든 3개의 회전 자유도에서 렌즈의 이동을 억제하면서, 모든 3개의 병진 자유도에서 렌즈의 이동을 제공하는 것에 의해 초점 조절 및/또는 줌 조절뿐만 아니라, 광학 이미지 안정화가 용이하게 될 수 있다.
따라서, 독립형 사용을 위한 그리고 전자 디바이스들에서의 사용을 위한 향상된 소형 카메라가 제공될 수 있다. 소형 카메라는 매우 다양한 여러 전자 디바이스들에서 사용하기에 적합하다. 예를 들어, 소형 카메라는 휴대폰, 랩톱 컴퓨터, 텔레비전, 핸드헬드 디바이스, 태블릿, 자동차 카메라, 웹캠, 및 감시 디바이스와 같은 전자 디바이스들에서 사용하기에 적합하다.
다양한 실시예들에 따르면, 더 작은 크기 및 향상된 내충격성이 제공된다. 향상된 내충격성은 소형 카메라 및 그의 컴포넌트들의 더 작은 크기(및 그 결과로서의 더 낮은 질량)에 기인할 수 있다. 향상된 내충격성은 본 명세서에 논의된 다자유도 액추에이터의 특징들에 기인할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 소형 카메라(101)를 가진 전자 디바이스(100)를 보여준다. 소형 카메라(101)는, 예를 들어 그의 렌즈 배럴(200) 내에, 다자유도 액추에이터(400)를 가질 수 있다. 다자유도 액추에이터(400)는 본 명세서에 논의된 바와 같은 초점 조절, 줌 조절, 광학 이미지 안정화 및/또는 광학 보정을 용이하게 할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 임의의 유형의 MEMS 디바이스를 포함할 수 있다. MEMS 디바이스는 실버-페이스트 금속화를 가진 소결된 전기 콘택트들과 같은 전기 콘택트들을 포함할 수 있다. MEMS 디바이스 상의 전기 콘택트들은 도전성 에폭시, 이방성 도전성 접착제, 땜납, 땜납 페이스트, 기계적 커넥터와 같은 임의의 적합한 도전성 연결 또는 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트와 같은 소결된 전기 콘택트에 결합하기 위한 다른 적합한 재료들 또는 컴포넌트들을 이용하여 다른 회로에 연결될 수 있다.
전자 디바이스(100)는 휴대폰, 랩톱 컴퓨터, 감시 디바이스, 또는 임의의 다른 원하는 디바이스일 수 있다. 소형 카메라(101)는 전자 디바이스(100)에 내장될 수 있거나, 전자 디바이스(100)에 부착될 수 있거나, 전자 디바이스(100)에 대하여 분리(예컨대, 원격)될 수 있다. 다자유도 액추에이터를 포함할 수 있는 전자 디바이스들에 관한 추가 설명들을, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는, 2011년 9월 28일자로 출원된, 미국 특허 공개 제2013/0077168호에서 찾아볼 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른, 그로부터 연장되는 렌즈 배럴(200)을 가진 소형 카메라(101)를 보여준다. 렌즈 배럴(200)은 다자유도 액추에이터(400)(도 5 참조)에 의해 이동될 수 있는, 이동 가능 렌즈(301)와 같은, 하나 이상의 광학 소자를 포함할 수 있다. 렌즈 배럴(200)은 고정될 수 있는 하나 이상의 광학 소자를 가질 수 있다. 예를 들어, 렌즈 배럴(200)은 하나 이상의 렌즈, 조리개(가변 또는 고정), 셔터, 미러(평면, 비-평면, 배율, 또는 비-배율일 수 있음), 프리즘, 공간 광 변조기, 회절 격자, 레이저, LED 및/또는 검출기를 포함할 수 있다. 이 아이템들 중 임의의 것이 고정될 수 있거나 다자유도 액추에이터(400)에 의해 이동 가능할 수 있다.
다자유도 액추에이터(400)는 비-카메라 응용들에서 사용될 수 있다. 다자유도 액추에이터(400)는 다양한 응용들에서 광학 또는 비-광학 디바이스들을 이동시키는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 다자유도 액추에이터(400)는 스캐닝을 위해 제공되는 샘플들을 이동시키는 데 이용될 수 있다. 샘플들은 생물학적 샘플들 또는 비-생물학적 샘플들일 수 있다.
생물학적 샘플들의 예들은 유기체, 조직, 세포, 및 단백질을 포함한다. 비-생물학적 샘플들의 예들은 집적 회로, MEMS 디바이스, 고체, 액체, 및 기체를 포함한다. 다자유도 액추에이터(400)는 구조체, 광, 소리, 또는 임의의 다른 원하는 것을 조작하는 데 이용될 수 있다.
광학 소자들은 부분적으로 또는 완전히 렌즈 배럴(200) 내에 포함될 수 있다. 렌즈 배럴(200)은 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 렌즈 배럴(200)은 실질적으로 원형, 삼각형, 직사각형, 정사각형, 오각형, 육각형, 팔각형일 수 있거나, 임의의 다른 형상 또는 단면 구성을 가질 수 있다. 렌즈 배럴(200)은 영구적으로 또는 제거 가능하게 소형 카메라(101)에 부착될 수 있다. 렌즈 배럴(200)은 소형 카메라(101)의 하우징의 일부분에 의해 한정될 수 있다. 렌즈 배럴(200)은 부분적으로 또는 완전히 소형 카메라(101) 내에 배치될 수 있다.
도 3a는 일 실시예에 따른, 렌즈 배럴(200) 내에 배치된 액추에이터 모듈(300)을 보여준다. 액추에이터 모듈(300)은 다자유도 액추에이터(400)를 포함할 수 있다. 다자유도 액추에이터(400)는 완전히 렌즈 배럴(200) 내에 포함되거나, 부분적으로 렌즈 배럴(200) 내에 포함되거나, 완전히 렌즈 배럴(200) 밖에 있을 수 있다. 다자유도 액추에이터(400)는 렌즈 배럴(200) 내에 포함된 광학 소자들, 렌즈 배럴(200) 내에 포함되지 않은 광학 소자들, 및/또는 임의의 다른 원하는 아이템들을 이동시키도록 구성될 수 있다.
도 3b는 일 실시예에 따른, 렌즈 배럴(200) 및 액추에이터 모듈(300)을 분해도로 보여준다. 이동 가능 렌즈(301)는 다자유도 액추에이터(400)에 부착되거나 그것과 기계적으로 연결될 수 있고 그에 의해 이동될 수 있는 광학 소자의 일례이다. 이동 가능 렌즈(301)는, 예를 들어 초점 조절 및/또는 줌 조절을 용이하게 하기 위해 소형 카메라(101)의 광학 축(410)을 따라 이동될 수 있다. 다자유도 액추에이터(400)는 상부 모듈 커버(401)와 하부 모듈 커버(402) 사이에 배치될 수 있다.
고정(예컨대, 정지) 렌즈들(302)과 같은 추가의 광학 소자들이 제공될 수 있다. 추가의 광학 소자들은, 예를 들어, 초점 조절, 줌 조절, 및/또는 광학 이미지 안정화를 용이하게 할 수 있다. 임의의 원하는 수 및/또는 유형의 이동 가능(예를 들어 다자유도 액추에이터(400)를 통해) 및 고정 광학 소자들이 제공될 수 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 액추에이터(400)는 제어 전압들 및/또는 기준 전압들과 같은 제어 신호들을 액추에이터(400)에 제공하기 위한 하나 이상의 전기 콘택트(404)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터(400)는 3개의 전기 콘택트(404)(예컨대, 양(positive) 제어 전압 콘택트, 기준 전압 콘택트, 및 제3의 미사용 콘택트)를 포함한다. 그러나, 이것은 단지 예시에 불과하다. 다양한 실시예들에서, 액추에이터(400)는 액추에이터(400)에 또는 그로부터 제어 신호들 또는 임의의 다른 신호들을 제공하기 위한 임의의 적합한 수의 전기 콘택트(404)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전기 콘택트들(404)은 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트들과 같은 소결된 전기 콘택트들이다. 콘택트들(404) 상의 실버 페이스트는 도전성 에폭시를 사용한, 예를 들어, 전압 공급선들(예컨대, 렌즈 배럴(200)로부터의 도선들)에 대한 도전성 부착에 적합한 조성을 가질 수 있다. 실버 페이스트를 사용하여 금속화될 수 있는 전기 콘택트들을 가진 액추에이터들에 관한 추가 설명들을, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는, 2010년 11월 15일자로 출원된, 미국 특허 공개 제2012/0120507호에서 찾아볼 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른, 액추에이터 모듈(300)을 보여준다. 액추에이터 모듈(300)은 부분적으로 또는 완전히 소형 카메라(101) 내에 배치될 수 있다. 다자유도 액추에이터(400)는 부분적으로 또는 완전히 액추에이터 모듈(300) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 다자유도 액추에이터(400)는 실질적으로 상부 모듈 커버(401)와 하부 모듈 커버(402) 사이에 개재될 수 있다.
액추에이터 모듈(300)은 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 액추에이터 모듈(300)은 실질적으로 원형, 삼각형, 정사각형, 직사각형, 오각형, 육각형, 팔각형일 수 있거나, 임의의 다른 형상 또는 단면 구성을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 렌즈 배럴(200)은 단면 구성이 실질적으로 원형일 수 있고 액추에이터 모듈(300)은 단면 구성이 실질적으로 원형일 수 있다. 실질적으로 원형인 렌즈 배럴(200) 및 실질적으로 원형인 액추에이터 모듈(300)의 사용은 크기에 있어서의 유리한 감소를 용이하게 할 수 있다. 크기에 있어서의 감소는, 예를 들어, 원형 렌즈들이 일반적으로 선호되기 때문에, 용이하게 될 수 있다. 원형 렌즈들과 함께의, 실질적으로 원형인 렌즈 배럴(200) 및 실질적으로 원형인 액추에이터 모듈(300)의 사용은 낭비되는 체적의 감소를 야기하는 경향이 있고 이에 따라 크기에 있어서의 감소를 용이하게 하는 경향이 있다.
본 명세서에 논의된 바와 같이, 이동 가능 렌즈(301)와 같은 하나 이상의 광학 소자가 액추에이터 모듈(300) 내에 형성된 개구(405)(예를 들어, 구멍) 내에 배치될 수 있다. 다자유도 액추에이터(400)는 광학 소자들의, 예를 들어, 그들의 광학 축(410)을 따른 이동을 실행할 수 있다. 따라서, 다자유도 액추에이터(400)는 렌즈(301)와 같은 하나 이상의 렌즈를 이동시켜, 예를 들어, 초점 조절 또는 줌 조절을 실행할 수 있다.
액추에이터 모듈(300)은 액추에이터 모듈(300)의 조립, 내부에 포함된 다자유도 액추에이터(400)의 정렬, 및/또는 콘택트들(404)에 대한 전기 연결들을 용이하게 하기 위해 내부에 형성된 컷아웃(cutout)들(403)을 가질 수 있다. 컷아웃들(403) 및/또는 컷아웃들(403) 내에 부분적으로 배치된 전기 콘택트들(404)은 렌즈 배럴(200)에 대한 액추에이터 모듈(300)의 정렬을 용이하게 하는 데 이용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 다자유도 액추에이터(400)를 보여준다. 다자유도 액추에이터(400)는 다양한 응용들에서의 사용을 위해 6개의 자유도에서 모션 제어식 이동을 제공할 수 있다. 다자유도 액추에이터(400)는 3 자유도의 선형 또는 병진 모션 및 3 자유도의 각(angular) 또는 회전 모션을 제공할 수 있다.
다자유도 액추에이터(400)는 3개의 실질적으로 동일한 섹터(501)를 포함할 수 있다. 각각의 섹터(501)는 접선 또는 면내 액추에이터(502) 및 Z-모션 또는 면외 액추에이터(503) 둘 모두를 포함할 수 있다. 면내 액추에이터들(502)은, 예를 들어, 선형 정전기 콤 드라이브들일 수 있다. 면외 액추에이터들(503)은, 예를 들어, 회전형 정전기 콤 드라이브들일 수 있다. 면외 액추에이터들(503)은, 예를 들어, 선형, 예컨대, 수직 또는 2-축, 정전기 콤 드라이브들일 수 있다. 면내 액추에이터들(502) 각각 및 면외 액추에이터들(503) 각각은 서로에 대하여 독립적으로 제어 가능하고 이동 가능할 수 있다.
면내 액추에이터들(502) 및 면외 액추에이터들(503)은 플랫폼(504)의 모션을 제어할 수 있다. 플랫폼(504)은 렌즈 링을 한정할 수 있고 하나 이상의 렌즈를 장착하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 플랫폼(504)은 초점 렌즈 및/또는 줌 렌즈일 수 있는, 렌즈(301)를 장착할 수 있다. 플랫폼(504)은 모든 6개의 자유도에서 이동될 수 있다.
플랫폼(504)이 모든 6개의 자유도에서 이동될 수 있기 때문에, 그것은 예를 들어 초점 조절, 줌 조절, 광학 이미지 안정화, 광학 소자 정렬, 및/또는 광학 보정을 용이하게 할 수 있다. 초점 조절 및/또는 줌 조절은 하나 이상의 렌즈를 z-축을 따라 병진시키는 것에 의해 용이하게 될 수 있다. 광학 이미지 안정화 및/또는 광학 소자 정렬은 하나 이상의 렌즈 또는 다른 광학 소자를 x-y 평면 내에서 병진시키는 것에 의해 그리고/또는 렌즈 또는 다른 광학 소자(들)를 x-축 및/또는 y-축을 중심으로 회전시키는 것에 의해 용이하게 될 수 있다.
도 5가 다자유도 액추에이터(400)를 3개의 면내 액추에이터(502)를 갖는 것으로 보여주고 있지만, 다자유도 액추에이터(400)는 임의의 수의 면내 액추에이터(502)를 가질 수 있다. 예를 들어, 다자유도 액추에이터(400)는 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 또는 더 많은 면내 액추에이터(502)를 가질 수 있다.
각각의 면내 액추에이터(502)는 플랫폼(504)의 접선 이동을 제공할 수 있다. 즉, 각각의 면내 액추에이터(502)는 플랫폼(504)의 주연부(periphery) 상의 점(511)을, 화살표(512)로 표시된 바와 같이, 플랫폼(504)의 주연부에 대하여 실질적으로 접선인 방향으로 이동시킬 수 있다.
면내 액추에이터들(502) 모두가 협력하여 x-y 평면 내에서의(다자유도 액추에이터(400)의 평면 내에서의) 플랫폼(504)의 병진 이동을 제공할 수 있다. 플랫폼(504)의 그러한 x-y 평면 이동은, 예를 들어, 광학 이미지 안정화 또는 정렬을 위해 렌즈(301)를 병진시키는 데 이용될 수 있다.
면내 액추에이터들(502) 모두가 협력하여 플랫폼(504)의 z-축 회전 운동을 제공할 수 있다. 그러한 z-축 회전 운동은, 예를 들어, 편광자 또는 회절 격자와 같은 방향 민감성 광학 소자를 회전시키는 데 이용될 수 있다.
도 5가 다자유도 액추에이터(400)를 3개의 면외 액추에이터(503)를 갖는 것으로 보여주고 있지만, 다자유도 액추에이터(400)는 임의의 수의 면외 액추에이터(503)를 가질 수 있다. 예를 들어, 다자유도 액추에이터(400)는 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 또는 더 많은 면외 액추에이터(503)를 가질 수 있다.
면외 액추에이터들(503)은 협력하여 (다자유도 액추에이터(400)의 평면에 대하여 수직인) z-축을 따른 플랫폼(504)의 병진 이동을 제공할 수 있다. 플랫폼(504)의 그러한 z-축 이동은, 예를 들어, 초점 조절 및/또는 줌 조절을 위해 렌즈(301)를 병진시키는 데 이용될 수 있다. 면외 액추에이터들(503)은 협력하여 x-축 및/또는 y-축을 중심으로 한 플랫폼(504)의 회전 운동을 제공할 수 있다. 그러한 회전 운동은, 예를 들어, 광학 이미지 안정화 또는 정렬을 위해 렌즈(301)를 회전시키는 데 이용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 5의 다자유도 액추에이터(400)의 하나의 섹터(501)를 보여주는 확대도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 다자유도 액추에이터(400)는 3개의 섹터(501)를 포함한다. 다자유도 액추에이터(400)는 임의의 원하는 수의 섹터(501)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다자유도 액추에이터(400)는 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 또는 더 많은 섹터(501)를 포함할 수 있다.
면내 액추에이터들(502)은 각각 고정 x-y 프레임(601) 및 이동 가능 x-y 프레임(602)을 포함할 수 있다. 콤 핑거들 또는 티스(603)가 고정 x-y 프레임(601) 및 이동 가능 x-y 프레임(602)으로부터 연장될 수 있고, 협력하여 고정 x-y 프레임(601)에 대한 이동 가능 x-y 프레임(602)의 실질적으로 선형 이동을 실행하는 정전기 액추에이터를 한정할 수 있다. 이동 가능 x-y 프레임(602)은 x-y 평면 내에서 이동한다. 이동 가능 x-y 프레임(602)은 화살표(512)로 표시된 방향들로 왔다갔다 이동한다.
각 섹터(501)의 고정 x-y 프레임(601)은 협력하여 다자유도 액추에이터(400)의 외부 프레임(610)을 한정할 수 있다. 외부 프레임(610)은 섹터들(501) 각각을 서로 실질적으로 견고하게 상호 연결할 수 있다.
면외 액추에이터들(503)은 각각 면외의, 전개된 z-프레임(620) 및 이동 가능 z-프레임(621)을 포함할 수 있다. 콤 핑거들 또는 티스(623)가 전개된 z-프레임(620) 및 이동 가능 z-프레임(621)으로부터 연장될 수 있고, 협력하여 전개된 z-프레임(620)에 대한 이동 가능 z-프레임(621)의 이동을 실행하는 정전기 액추에이터를 한정할 수 있다. 이동 가능 z-프레임(621)은 실질적으로 z 축을 따른 플랫폼(504)의 적어도 일부분의 이동을 제공하도록 회전한다.
전개된 z-프레임(620)은 전개된 z-프레임(620)이 다자유도 액추에이터(400)의 평면에 대하여 각지게 배치되게 하는 위치로 전개될 수 있다. 즉, 전개된 z-프레임(620)은 전개된 z-프레임(620)의 원위 부분(distal portion)(553)이 다자유도 액추에이터(400)의 평면 밖으로 그리고 전개된 z-프레임(620)의 전개된 위치로 이동하게 하도록, 전개된 z-프레임(620)의 근위 부분(proximal portion)(552)을 통과하는 힌지 라인(551)을 중심으로 회전될 수 있다. 전개된 z-프레임(620)의 전개된 위치는 다자유도 액추에이터(400)의 평면(의 양쪽에서) 위 또는 아래일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 명료성을 위해 티스(603, 623)가 제거된 도 6의 섹터를 보여준다. 모션 제어 특징부들은 면내 액추에이터들(502) 및 면외 액추에이터들(503)의 모션을 제한하는 데 이용될 수 있다. 모션 제어 특징부들은 그 결과로서 플랫폼(504)의 모션을 제한할 수 있는데, 그 이유는 플랫폼(504)의 모션이 면내 액추에이터들(502) 및 면외 액추에이터들(503)에 의해 제어되기 때문이다.
예를 들어, 접선 이동 플렉셔들(701), 외팔보 플렉셔들(702), 비틀림 플렉셔들(703), 외부 힌지 플렉셔들(704), 및 내부 힌지 플렉셔들(705)이 모션 제어를 용이하게 하는 데 이용될 수 있다.
접선 이동 플렉셔들(701)은 플랫폼(504)의 접선 이동을 제공하도록 면내 액추에이터들(502)의 측방향 이동을 용이하게 할 수 있다. 이것은 접선 이동 플렉셔들(701)이 다른 자유도들에서 면내 액추에이터들(502)의 이동을 억제하면서 행해질 수 있다.
외팔보 플렉셔들(702)은 면외 액추에이터들(503)과 플랫폼(504) 사이의 변화하는 거리에 적응하면서, 면외 액추에이터들(503)의 z-축 모션을 플랫폼(504)에 전달할 수 있다. 이것은 외팔보 플렉셔들(702)이 다른 자유도들에서 면외 액추에이터들(503)의 이동을 억제하면서 행해질 수 있다.
비틀림 플렉셔들(703)은 z-축을 따른 플랫폼(504)의 이동을 제공하도록 면외 액추에이터들(503)의 이동 가능 z-프레임들(621)의 회전 운동을 용이하게 할 수 있다. 이것은 비틀림 플렉셔들(703)이 다른 자유도들에서 이동 가능 z-프레임들(621)의 이동을 억제하면서 행해질 수 있다. 특히, 비틀림 플렉셔들(703)은 x 축을 따른 이동 가능 z-프레임들(621)의 이동을 억제한다.
외부 힌지 플렉셔들(704)은 z-축을 따른 플랫폼(504)의 이동을 제공하도록 면외 액추에이터들(503)의 이동 가능 z-프레임들(621)의 회전 운동을 용이하게 할 수 있다. 이것은 외부 힌지 플렉셔들(704)이 다른 자유도들에서 이동 가능 z-프레임(621)의 이동을 억제하면서 행해질 수 있다. 특히, 외부 힌지 플렉셔들은 y 방향의 이동을 억제한다.
내부 힌지 플렉셔들(705)은 외팔보 플렉셔들(702)이 면외 액추에이터들(503)의 z-축 모션을 플랫폼(504)에 전달할 때 면외 액추에이터들(503)의 회전 운동을 용이하게 할 수 있다. 이것은 내부 힌지 플렉셔들(705)이 다른 자유도들에서 플랫폼(504)의 이동을 억제하면서 행해질 수 있다.
면외 액추에이터들(503) 각각은, 예를 들어, 추가의 모션 제어를 제공하기 위해 2개의 근위 측방향 스너버 어셈블리(706) 및 하나의 원위 측방향 스너버 어셈블리(707)를 가질 수 있다. 근위 측방향 스너버 어셈블리들(706)은 전개된 z-프레임(620)에 대한 이동 가능 z-프레임(621)의 측방향 이동을 억제할 수 있다. 원위 측방향 스너버 어셈블리(707)는 이동 가능 z-프레임(621)에 대한 플랫폼(504)의 측방향 이동을 억제할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 7의 면외 액추에이터를 보여주는 확대도이다. 면내 액추에이터들(502)의 티스(603) 및 면외 액추에이터들(503)의 티스(623)가 도시되어 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 9의 면내 액추에이터의 일부분을 보여주는 확대도이다. 이 도면에서 모션 제어 특징부들 중 일부를 더 명확히 볼 수 있다. 예를 들어, 접선 이동 플렉셔들(701) 중 하나, 외팔보 플렉셔들(702) 중 하나, 비틀림 플렉셔들(703) 중 하나, 외부 힌지 플렉셔들(704) 중 하나, 및 내부 힌지 플렉셔들(705) 중 하나를 더 명확히 볼 수 있다.
동작 중에, 3개의 면외 액추에이터(503)가 일제히 이동하여 하나 이상의 렌즈를 병진시키고 이에 따라 초점 조절 및/또는 줌 조절을 용이하게 할 수 있다. 3개의 면외 액추에이터(503)는 독립적으로 이동하여 하나 이상의 렌즈를 회전시켜 광학 이미지 안정화 또는 렌즈(들)의 정렬을 용이하게 할 수 있다. 3개의 면내 액추에이터(502)는 독립적으로 이동하여 하나 이상의 렌즈 또는 다른 광학 소자를 병진시켜 광학 이미지 안정화 또는 렌즈(들) 또는 광학 소자의 정렬을 용이하게 할 수 있다.
면내 액추에이터들(502) 및 면외 액추에이터들(503) 중 임의의 것이 제로 또는 중심 위치로 간주될 수 있는 주어진 위치로 편의되거나 이동될 수 있다. 중심 위치는 면내 액추에이터들(502) 및 면외 액추에이터들(503)에 대한 이동 범위를 따른 어딘가일 수 있다. 중심 위치는 렌즈(들) 또는 다른 광학 소자들의 정렬된 위치일 수 있다. 면내 액추에이터(들)(502) 및/또는 면외 액추에이터(들)(503)는 초점 조절, 줌 조절, 또는 광학 이미지 안정화를 실행하기 위해 상이한 위치로 구동될 때까지 이 중심 위치에 유지될 수 있다.
면내 액추에이터들(502) 각각 및 면외 액추에이터들(503) 각각의 상태 또는 위치는 그것에 제어 신호 또는 전압을 제공하는 것에 의해 제어될 수 있다. 일반적으로, 더 높은 전압은 면내 액추에이터들(502) 및 면외 액추에이터들(503)의 더 큰 이동을 야기할 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 다자유도 액추에이터(400)의 동작의 일례를 보여주는 흐름도이다. 전자 디바이스(100) 및/또는 소형 카메라(101)의 전원 투입 시에, 면내 액추에이터들(502) 및/또는 면외 액추에이터들(503)은 렌즈(301)를 렌즈(301)의 이동 중심에 근접한 정렬된 위치로 이동시킬 수 있다.
더 구체적으로, 면외 액추에이터들(503)은, 블록 1001에 나타낸 바와 같이, 렌즈를 렌즈(301)의 이동 중심에 근접한 위치로 이동시킬 수 있고, 면내 액추에이터들(502)은, 블록 1002에 나타낸 바와 같이, 면외 액추에이터들(503)과 협력하여 모든 6개의 자유도에서 렌즈를 정렬시킬 수 있다.
자동 초점 프로세스 동안에, 렌즈(301)는, 블록 1003에 나타낸 바와 같이, 면외 액추에이터들(503)에 의해 소형 카메라(101)의 원하는 초점을 제공하는 위치로 이동될 수 있다. 이러한 이동은 렌즈(301)의 정렬을 유지하면서 성취될 수 있다.
광학 이미지 안정화 프로세스 동안에, 면내 액추에이터들(502) 및/또는 면외 액추에이터들(503)은 협력하여 블록 1004에 나타낸 바와 같이 광학 이미지 안정화를 제공하는 방식으로 렌즈(301)를 이동시킬 수 있다. 렌즈(301)를 정렬시키는 것, 렌즈(301)로 초점 조절하는 것, 및 렌즈(301)로 광학 이미지 안정화를 제공하는 것은 연속적으로, 서로 병행하여, 또는 부분적으로는 연속적으로 그리고 부분적으로는 서로 병행하여(예컨대, 겹칠 수 있음) 일어날 수 있다.
도 11 내지 도 15를 참조하여, 몇몇 실시예들에 따른, 전기 라우팅 및 콘택트가 논의된다. 그러한 전기 라우팅은, 예를 들어, 초점 조절, 줌 조절, 및/또는 광학 이미지 안정화를 용이하게 하기 위하여 렌즈 배럴(200)로부터 액추에이터(400)로 전기 신호들(예컨대, 제어 전압들)을 안내하는 데 이용될 수 있다.
도 11은 전기 콘택트(404)의 평면도를 예시한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 전기 콘택트(404)는, 일 실시예에 따라, 운동학적 마운트 플렉셔들(1102)에 의해 액추에이터(400)의 외부 프레임 부분(1106)에 부착될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 운동학적 마운트 플렉셔들(1102) 및 전기 콘택트(404)는 단결정 기판, 폴리실리콘 층이 상부에 형성된 단결정 기판, 규소, 게르마늄, 다이아몬드, 및/또는 갈륨 비소와 같은 다양한 반도체 재료들, 도핑된 도전성 재료들, 합금들 및/또는 금속들, 예를 들어 텅스텐, 티타늄, 게르마늄, 알루미늄, 및/또는 니켈로부터 형성될 수 있다.
전기 콘택트(404) 및 운동학적 마운트 플렉셔(1102)는, 본 명세서에 논의된 바와 같이, 예를 들어 렌즈 배럴(200) 내에의, 액추에이터 디바이스(400)의 장착을 용이하게 할 수 있다. 전기 콘택트(404) 및 운동학적 마운트 플렉셔(1102)는, 본 명세서에 논의된 바와 같이, 액추에이터 디바이스의 액추에이터들(502 및/또는 503)과 같은 액추에이터들과 렌즈 배럴 사이의 전기 통신을 용이하게 할 수 있다. 플렉셔들(1102)은, 예를 들어, 액추에이터 디바이스(400) 및/또는 렌즈 배럴(200)의 제조 결함들 또는 허용 오차(tolerance)들에 적응하면서, 그러한 결함들에 의해 야기되는 액추에이터 디바이스(400)에 대한 응력을 완화시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전기 콘택트(404)의 어느 한쪽의 원하는 표면(예컨대, 상부 또는 하부)에 대한 전기 연결이 이루어질 수 있다. 액추에이터(400)의 전기 콘택트들(404)과 같은 MEMS 디바이스 상의 전기 콘택트들에는, 예를 들어 도 12 및 도 13과 관련하여 하기에 기술된 바와 같이 하나 이상의 표면 상에 도전성 콘택트 패드가 제공될 수 있다.
전기 콘택트들(404)을 통해 액추에이터들(502, 503)과 같은 액추에이터들에 전압이 인가될 수 있다. 예를 들어, 3개의 콘택트(404) 중 2개가 렌즈 배럴(200)로부터 액추에이터(400)로 전압을 인가하는 데 이용될 수 있다. 세 번째 콘택트(404)는 미사용될 수 있거나, 렌즈 배럴(200)로부터 액추에이터(400)로 전압의 한 극성을 여분으로 인가하는 데 이용될 수 있다.
콘택트들(404)에 공급되는 전압들을 사용하여 액추에이터들(502 및/또는 503)과 같은 액추에이터들에 전압들이 인가될 수 있으며, 이는 플랫폼(504)의 병진(예컨대, 플랫폼(504)이 외부 프레임에 실질적으로 평행하게 유지됨으로써, 예를 들어, 이동 가능 렌즈(301)와 같은 광학 소자가 예를 들어 광학 축(410)을 따라 이동될 때 그 광학 소자의 정렬을 유지하게 하는 플랫폼의 모션), 및/또는 플랫폼(504)의 기울어짐(예컨대, 플랫폼이 외부 프레임에 대하여 실질적으로 기울어짐으로써, 플랫폼(504)을 외부 프레임에 정렬시켜, 광학 이미지 안정화, 또는 렌즈 정렬을 용이하게 하는 플랫폼의 모션)을 야기한다.
몇몇 실시예들에서, 운동학적 마운트 플렉셔들(1102) 내에 트렌치(trench)들(1101)이 형성될 수 있고 전기 콘택트(404) 내에 트렌치들(1122)이 형성될 수 있다. 그러나, 이것은 단지 예시에 불과하다. 원한다면, 플렉셔들(1102) 및/또는 전기 콘택트(404)는 트렌치들 없이 형성될 수 있다. 트렌치들(1101 및/또는 1122)은, 예를 들어, 단결정 기판 내의 폴리실리콘 트렌치들일 수 있다.
운동학적 마운트 플렉셔들에 트렌치들이 제공되는 실시예들에서, 트렌치들(1101)은, 예를 들어, 각각의 운동학적 마운트 플렉셔(1102)의 실질적으로 중심에 형성될 수 있고 운동학적 마운트 플렉셔(1102)의 길이에 실질적으로 수직으로 형성될 수 있다. 트렌치들(1101)은 트렌치들(1101)이 트렌치(1101)의 한 쪽에 있는 운동학적 마운트 플렉셔(1102)의 제1 부분을 트렌치(1101)의 다른 쪽에 있는 운동학적 마운트 플렉셔(1102)의 제2 부분으로부터 전기적으로 격리시키기에 적합하도록 구성될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 트렌치(1101)의 한 쪽에 있는 전기 콘택트(404)에의 전압의 인가는 트렌치(1101)의 다른 쪽에 있는 운동학적 마운트 플렉셔(1102)에 실질적으로 영향을 미치지 않는다.
도 11에 도시된 바와 같이, 전기 콘택트(404)는 그 콘택트(404)를 위한 운동학적 마운트 플렉셔들(1102) 사이에 적어도 부분적으로 형성된 개구(1104)와 같은 개구를 포함할 수 있다.
도 12는 액추에이터 모듈(300)의 다른 실시예를 보여준다. 도 12의 예에서, 상부 모듈 커버(401) 내의 컷아웃들(403)은 상부 모듈 커버(401)의 상부 표면(1204)에 대하여 둔각으로 형성된 표면들(1202)을 포함한다. 그러나, 이것은 단지 예시에 불과하다. 컷아웃들(403)은 전기 콘택트들(404)에 대한 전기 연결을 용이하게 하기 위해 임의의 적합한 형상으로 형성될 수 있다.
전기 콘택트들(404)은 금속화 전기 콘택트들, 예를 들어 실버 페이스트-금속화 전기 콘택트들 또는 MEMS 디바이스의 기판 상에 재료를 소결시키는 것에 의해 형성된 다른 전기 콘택트들일 수 있다. 도 12의 예에서, 액추에이터 모듈(300)은 3개의 전기 콘택트(404A, 404B, 404C)를 포함하고, 이들 전기 콘택트들은 전기 콘택트 상에 실버 페이스트(1200)를 각각 갖는다. 하나 이상의 실시예에 대한 전기 콘택트들(404A, 404B, 404C)과 같은 전기 콘택트들은 실버 페이스트 도트를 구비할 수 있거나, 실질적으로 실버 페이스트로 덮일 수 있거나, 다양한 실시예들에 따라 실버 페이스트를 이용하여 달리 금속화될 수 있다.
이러한 예에서, 전기 콘택트(404A)는, 액추에이터(400)의 동작 동안에, 양 제어 전압과 같은 제어 전압을 콘택트(404A)에 공급하는 하나 이상의 도선(예컨대, 제어 도선)에 연결되도록 구성될 수 있고, 전기 콘택트(404B)는, 액추에이터(400)의 동작 동안에, 접지 전압과 같은 기준 전압을 콘택트(404B)에 공급하는 도선(예컨대, 기준 도선)에 부착되도록 구성될 수 있고, 전기 콘택트(404C)는 미사용 전기 콘택트(예컨대, 조립된 제품에서, 외부 회로에 대한 전기 연결이 실질적으로 없는 전기 콘택트)일 수 있다. 콘택트(404C)와 같은 미사용 전기 콘택트들은 실버-페이스트 금속화와 같은 소결된 전기 콘택트일 수 있거나 비-금속화 콘택트들일 수 있다. 미사용 콘택트들(404C)은 콘택트 상의 또는 모듈 커버들(401 및/또는 402) 상의 챔퍼링된(chamfered) 모서리(도시되지 않음)에 의해 식별될 수 있다. 조립된 제품에서, 렌즈 배럴은 기준 전압 및 제어 전압을 콘택트들(404)에 제공하기 위한 전기 도선들을 가질 수 있다. 각각의 전기 도선은 (예컨대, 도전성 에폭시를 사용하여) 전기 콘택트(404) 상의 실버 페이스트 도트에 연결되는 제1 단부 및 렌즈 배럴에 연결되는 반대편 제2 단부를 포함할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예들에서, 상부 모듈 커버(401) 및 하부 모듈 커버(402)는 모듈 커버들의 외부 에지들 상에 추가의 컷아웃들(1206)을 가질 수 있다. 컷아웃들(1206)은 모듈(300)을 위한 원주 형상을 한정할 수 있고, 렌즈 배럴(200)에 대한 액추에이터 모듈(300)의 정렬을 용이하게 하는 데 도움을 줄 수 있다.
도 12의 예는 단지 예시에 불과하다는 것을 이해해야 한다. 다양한 실시예들에서, 액추에이터(400)는 3개의 전기 콘택트, 3개 미만의 전기 콘택트, 3개 초과의 전기 콘택트, 1개 초과의 미사용 전기 콘택트를 포함할 수 있거나, 미사용 전기 콘택트가 포함되지 않을 수 있다. 다양한 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 전기 콘택트들(404) 중 일부 또는 전부가 실버-페이스트 금속화 전기 콘택트들과 같은 소결된 전기 콘택트들일 수 있다.
도 13 및 도 14는 전기 콘택트 상에 재료를 소결시키는 것에 의해 형성된 도전성 부분들을 가진 전기 콘택트들의 예들을 보여준다. 때때로 본 명세서에 예로서 논의되는 하나의 적합한 실시예에서, 소결된 전기 콘택트들은 실버 페이스트를 사용하여 금속화된 전기 콘택트들이다. 그러나, 이것은 단지 예시에 불과하다. 다양한 실시예들에서, MEMS 디바이스 상의 전기 콘택트들은 MEMS 디바이스의 기판 상에 임의의 적합한 재료(예컨대, 금속 분말, 금속 잉크, 금속 프리폼, 또는 실버 페이스트와 같은 금속 페이스트)를 소결시키는 것에 의해 형성될 수 있다.
도 13의 예에서, 실버 페이스트(1200)가 콘택트(404) 상에 제공된다. 도 13의 콘택트(404)는, 예를 들어, 액추에이터(400)를 위한 전기 기준 전압(예컨대, 접지 전압)에 연결될 도 12의 콘택트(404B)와 같은 콘택트일 수 있다. 도 14의 예에서, 실버 페이스트(1200)가 다수의 에지 세그먼트(1400)를 가진 콘택트(404) 상에 제공된다. 도 14의 콘택트(404)는, 예를 들어, 양 제어 전압과 같은 제어 전압에 결합하기 위한 도 12의 콘택트(404A)와 같은 콘택트일 수 있다. 세그먼트들(1400)은 하나 이상의 실시예에 따라 세그먼트들(1400)을 가진 특정 콘택트를 (예컨대, 기준 전압 도선과는 대조적으로) 양 제어 전압 도선들에 연결될 콘택트로서 식별하는 데 이용될 수 있고/있거나, 다수의 도선에 대한 접촉점들로서 이용될 수 있다.
예로서, 양 제어 전압은, 예를 들어, 31 V 내지 32 V, 30 V 내지 32 V, 31.3 V 내지 31.5 V, 20 V 내지 31.4 V, 32 V 미만, 31.4 V 미만, 1 V 초과의 전압, 또는 액추에이터(400)를 동작시키기에 적합한 임의의 다른 양 제어 전압일 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 유형의 실버-페이스트-금속화 콘택트들(404)은, 콘택트 및/또는 액추에이터에 대한 손상을 초래함이 없이, 예를 들어, 32 V 미만의 전압 및/또는, 예를 들어, 50 마이크로암페어 미만의 전류를 수신하도록 구성될 수 있다.
실버 페이스트(1200)는 각각의 콘택트(404) 상에 폭 W 및 길이 L에 의해 특징지어진 크기를 가진 실버 페이스트 도트로 형성될 수 있다. 각각의 실버 페이스트 도트의 폭 W는, 예로서, 180 마이크로미터 초과, 170 마이크로미터 초과, 150 마이크로미터 초과, 100 마이크로미터 초과, 180 마이크로미터 내지 280 마이크로미터, 180 마이크로미터 내지 300 마이크로미터, 180 마이크로미터 내지 380 마이크로미터, 240 마이크로미터 내지 320 마이크로미터, 275 마이크로미터 내지 285 마이크로미터, 또는 300 마이크로미터 미만일 수 있다. 각각의 실버 페이스트 도트의 길이 L은, 예로서, 120 마이크로미터 초과, 110 마이크로미터 초과, 100 마이크로미터 초과, 50 마이크로미터 초과, 120 마이크로미터 내지 250 마이크로미터, 120 마이크로미터 내지 200 마이크로미터, 130 마이크로미터 내지 170 마이크로미터, 120 마이크로미터 내지 170 마이크로미터, 145 마이크로미터 내지 155 마이크로미터, 또는 200 마이크로미터 미만일 수 있다.
전기 콘택트들(404) 상의 실버 페이스트 도트들(1200)은 일 실시예에 따라 도전성 에폭시를 사용한 (예컨대, 전압 공급 도선들에 대한) 연결에 최적화될 수 있다. 다른 실시예들에서, 실버 페이스트 도트들(1200)은, 예를 들어, 땜납, 이방성 도전성 필름, 또는 기계적 커넥터 구조와 같은 다른 도전성 결합 컴포넌트들 또는 재료들을 사용하여 전압 공급 도선들에 연결될 수 있다.
도 13 및 도 14의 실버 페이스트 도트들은 액추에이터(400)의 전기 콘택트들(404) 상에 형성된다. 그러나, 이는 단지 예시에 불과하다는 것을 이해해야 한다. 다양한 실시예들에서, 임의의 적합한 MEMS 디바이스(예컨대, MEMS 센서, MEMS 액추에이터, 또는 다른 유형의 MEMS 디바이스) 상의 전기 콘택트들은 MEMS 디바이스들 상에 금속을 소결시키는 것에 의해(예컨대, 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트를 형성하기 위해 MEMS 디바이스 상에 실버 페이스트를 소결시키는 것에 의해) 금속화될 수 있다.
도 15는 본 명세서에 개시된 유형의 적어도 제1, 제2, 및 제3 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트들을 가진 액추에이터(400)와 같은 MEMS 디바이스를 전기적으로 연결하는 예시적인 프로세스(1500)의 흐름도이다. 예를 들어, 프로세스(1500)는 액추에이터(400)를 렌즈 배럴(200)에 전기적으로 연결하는 데 이용될 수 있다.
블록 1502에서, 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트들을 포함하는, 바람직하지 않은 이동을 제한하는 모션 제어와 함께 다자유도를 가진 MEMS 액추에이터와 같은 MEMS 디바이스가 제공될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 따르면, 제공된 MEMS 디바이스는 제1, 제2, 및 제3 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트들을 포함할 수 있다. 각각의 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트는, 예를 들어, 도 13 및 도 14의 실버 페이스트 도트(1200)와 같은 실버 페이스트 도트를 포함할 수 있다.
블록 1504에서, 제1 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트가, 예를 들어, 도전성 에폭시를 사용하여, 양 제어 전압과 같은 제어 전압에 결합될 수 있다. 도전성 에폭시는 제1 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트 상의 실버 페이스트 도트를 전기 콘택트 상의 변형(strain)을 최소화하는 (예컨대, 렌즈 배럴로부터의) 유연성 도선들과 같은 하나 이상의 도선에 도전성으로 고정시키는 데 이용될 수 있다.
블록 1506에서, 제2 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트가 도전성 에폭시를 사용하여 기준 전압(예컨대, 전기 접지 전압)과 같은 제2 전압에 결합될 수 있다. 제3 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트(예컨대, 챔퍼링된 에지를 가진 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트)를 (예를 들어) 도전성 에폭시가 실질적으로 없는 상태로 두면서, 제1 및 제2 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트들은 블록 1504 및 블록 1506과 관련하여 상기에 기술된 바와 같이 각자의 전압들에 결합될 수 있다. 제3 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트를 도전성 에폭시가 실질적으로 없는 상태로 두는 것은 제3 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트를 모든 전기 콘택트가 실질적으로 없는 상태로 두는 것을 포함할 수 있다. 원한다면, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 제3 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트는 실버-페이스트-금속화되지 않은 전기 콘택트로 대체될 수 있다.
MEMS 액추에이터는 다자유도를 가질 수 있다. 일단 연결되면(예컨대, 프로세스(1500)를 이용하여), MEMS 액추에이터는, (예로서) 초점 조절을 위해, 줌 조절을 위해, 광학 이미지 안정화를 위해, 그리고/또는 소형 카메라를 위한 광학 소자들의 정렬을 위해, 바람직하지 않은 이동을 제한하는 모션 제어를 야기하는 제어 신호들(예컨대, 전압들)을 수신할 수 있다.
MEMS 액추에이터는 선형 및 회전형 콤 드라이브들과 같은 복수의 정전기 드라이브들을 임베딩(embedding) 또는 네스팅(nesting)하여, 그를 위해 사용되는 공간, 예컨대, 리얼 에스테이트(real estate)를 최소화하는 경향이 있을 수 있다. 임의의 원하는 수의 정전기 드라이브들이 임의의 원하는 방식으로 네스팅될 수 있다.
도 16은 MEMS 디바이스들을 위한 전기 콘택트들이 형성될 수 있게 하는 예시적인 프로세스(1600)의 흐름도이다. 예를 들어, 프로세스(1600)는 일 실시예에 따라 MEMS 디바이스 상에 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트들을 형성하는 데 이용될 수 있다.
블록 1602에서, MEMS 웨이퍼(예컨대, MEMS 액추에이터 및/또는 MEMS 센서와 같은 복수의 싱귤레이션되지 않은 MEMS 디바이스를 가진 기판)가 제공될 수 있다. MEMS 웨이퍼는, 예를 들어, 다양한 반도체 처리 기법들을 이용하여 규소 기판에 형성된 복수의 MEMS 디바이스를 포함할 수 있다. MEMS 웨이퍼 상의 MEMS 디바이스들 중 하나 이상은 기판 상의 산화물 재료와 같은 재료에 의해 고정되는 하나 이상의 이동 가능 또는 작동 가능 부분을 가질 수 있다.
블록 1604에서, MEMS 웨이퍼에 대해 릴리스 작업들 및/또는 코팅 작업들이 수행될 수 있다. 릴리스 작업들을 수행하는 것은 (예컨대, 고정 재료를 에칭 제거하거나 달리 제거하는 것에 의해) MEMS 디바이스들의 고정된 이동 가능 또는 작동 가능 부분들을 릴리스하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이동 가능 또는 작동 가능 부분들을 고정시키는 웨이퍼 상의 산화물 재료가 MEMS 웨이퍼 상의 MEMS 디바이스들의 그 이동 가능 또는 작동 가능 부분들을 릴리스하는 불화수소 기상 에칭 공정(hydrofluoric vapor etch process) 또는 다른 적합한 에칭 공정에서 에칭 제거될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 블록 1604에서, MEMS 웨이퍼 상에 절연 층과 같은 추가의 층을 형성하는 코팅 작업들이 수행될 수 있다. 예를 들어, 질화규소 층 또는 산화알루미늄 층과 같은 추가의 층이 웨이퍼 상에 침착될 수 있거나, 산화물 층과 같은 추가의 층이 웨이퍼 상에 성장될 수 있다.
블록 1606에서, 릴리스된 그리고/또는 코팅된 MEMS 웨이퍼 상에 소결 재료(예컨대, 금속 분말, 금속 프리폼, 금속 잉크, 또는 실버 페이스트와 같은 금속 페이스트)와 같은 재료가 침착될 수 있다. 재료는 전기 콘택트들이 형성될 웨이퍼 상의 위치들에 침착될 수 있다. 고정 재료가 제거된 후에(예컨대, "릴리스된" MEMS 웨이퍼 상에) 재료를 침착하는 것은 에칭 공정에 의해 야기되는 MEMS 디바이스들 상의 전기 콘택트들에 대한 손상을 방지하는 데 도움을 줄 수 있다. 블록 1604에서 추가의 절연 층이 형성되는 실시예들에서, 소결 재료는, 몇몇 실시예들에서, 절연 층 상에 침착될 수 있다.
블록 1608에서, 침착된 소결 재료를 포함하는 릴리스된 그리고/또는 코팅된 MEMS 웨이퍼에 대해 소결 작업들이 수행될 수 있다. 소결 작업들은 침착된 재료를 건조시키기 위해 MEMS 웨이퍼를 베이킹(baking)하는 것, 및 침착된 재료가 웨이퍼 기판 내로 확산됨으로써, MEMS 디바이스들과의 옴 접촉들을 형성하도록 MEMS 웨이퍼를 굽는 것을 포함할 수 있다. 소결 재료가 절연 층 상에 침착되는 구성들에서, 소결 작업들은 소결 재료를 절연 층을 통과해 웨이퍼 기판 내로 확산시키는 것을 포함할 수 있다.
MEMS 웨이퍼를 베이킹하는 것은 MEMS 웨이퍼를 베이킹 온도(예컨대, 100C 내지 200C의 온도, 140C 내지 160C의 온도, 또는 100C 이상의 온도)에서 베이킹 시간(예컨대, 30분 미만, 60분 미만, 10분 미만, 5분 초과, 또는 5분 내지 15분) 동안 가열하는 것을 포함할 수 있다. MEMS 웨이퍼를 굽는 것은 MEMS 웨이퍼를 소결 온도(예컨대, 700C 초과, 800C 초과, 850C 초과, 900C 초과, 700C 내지 1000C, 800C 내지 900C, 또는 1000 미만의 온도)에서 소결 시간(예컨대, 30분 미만, 60분 미만, 10분 미만, 5분 초과, 또는 5분 내지 15분의 시간) 동안 가열하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, MEMS 웨이퍼를 굽는 것은 MEMS 웨이퍼를 5 내지 15분 안에 100C 미만의 온도로부터 800C 초과의 온도로 가열하는 것, MEMS 웨이퍼의 온도를 5 내지 15분 동안 800C 초과로 유지하는 것, MEMS 웨이퍼의 온도를 5 내지 15분 안에 800C 초과로부터 100C 미만으로 감소시키는 것, 및 MEMS 웨이퍼를 1 내지 10시간 동안 냉각시키는 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 소결 작업들은 소결 작업들 동안 웨이퍼 기판 상에 산화물 층이 성장하도록 MEMS 웨이퍼를 900C 이상의 온도에서 굽는 것을 포함할 수 있다.
블록 1610에서, MEMS 웨이퍼는 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트들과 같은 하나 이상의 소결된 전기 콘택트를 각각 갖는 개별 MEMS 디바이스들로 싱귤레이션(다이싱(dicing))될 수 있다.
블록 1612에서, 각각의 MEMS 디바이스에 대해 패키징 작업들이 수행될 수 있다(예컨대, 실버-페이스트-금속화 콘택트들을 가진 MEMS 액추에이터와 같은 MEMS 디바이스가 휴대용 전자 디바이스 내의 카메라의 렌즈 배럴에 장착되고 도전성 에폭시를 사용하여 제어 도선들에 결합될 수 있다).
도 17은 일 실시예에 따른 소결된 전기 콘택트들이 MEMS 웨이퍼 상에 형성되는 다양한 제조 단계들 동안의 MEMS 웨이퍼의 일부분을 보여주는 흐름도이다.
도 17에 도시된 바와 같이, MEMS 웨이퍼(1701)의 일부분은 기판(1700)(예컨대, 규소 기판)과 같은 기판을 포함할 수 있다. 재료(1704)와 같은 고정 재료가 기판(1700)에 형성된 MEMS 디바이스의 이동 부분들(1702)을 고정시킬 수 있다. 예를 들어 재료(1704)는 산화물 재료일 수 있다. 고정 재료(1704)를 가진 MEMS 웨이퍼(1701)가 에칭 및 코팅 장비(1706)와 같은 처리 장비에 제공될 수 있다. 에칭 및 코팅 장비(1706)는 MEMS 웨이퍼(1701)로부터 재료(1704)를 제거하기 위한 에칭 장비(예컨대, 불화수소 기상 에칭 공정과 같은 에칭 공정을 수행하기 위한 장비) 및/또는 코팅 장비(예컨대, 절연 층(1708)과 같은 추가의 층으로 MEMS 웨이퍼(1701)를 코팅하기 위한 장비)를 포함할 수 있다.
재료(1704)의 제거(및 코팅(1708)의 선택적 부가)에 이어서, MEMS 웨이퍼(1701)는 침착 및 소결 장비(1710)와 같은 추가의 처리 장비에 제공될 수 있다. 침착 및 소결 장비(1710)는 금속 분말, 금속 프리폼, 금속 잉크, 또는 실버 페이스트와 같은 금속 페이스트와 같은 소결 재료들을 MEMS 웨이퍼(1701)의 표면(1714) 상에 침착하기 위한 장비를 포함할 수 있다. 침착 및 소결 장비(1710)는 침착된 소결 재료가 건조되고 기판(1700) 내로 확산되게 함으로써, 기판(1700)과 옴 접촉하는 소결된 전기 콘택트들(1712)을 형성하는 베이킹 작업들 및 굽기 작업들과 같은 소결 작업들을 수행하기 위한 가열 장비를 포함할 수 있다. 웨이퍼(1701) 상에 절연 층(1708)이 침착되는 구성들에서, 침착 및 소결 장비는 소결 재료가 층(1708)을 통과해 기판(1700) 내로 확산되게 함으로써, 층(1708)을 통과해 기판(1700)과의 옴 접촉을 형성하는 소결된 전기 콘택트를 형성할 수 있다.
MEMS 웨이퍼(1701) 상에의 콘택트(1712)와 같은 소결된 전기 콘택트들의 형성에 이어서, MEMS 웨이퍼(1701)는 MEMS 웨이퍼(1701)로부터 소결된 전기 콘택트들을 가진 MEMS 액추에이터들 또는 MEMS 센서들과 같은 개별 MEMS 디바이스들을 다이싱 및/또는 패키징하는 싱귤레이션 및 패키징 장비(1716)와 같은 추가의 부가적인 처리 장비에 제공될 수 있다.
본 발명은 단지 제한된 수의 실시예들과 관련하여 상세히 기술되었지만, 본 발명은 그러한 개시된 실시예들로 제한되지 않는다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 오히려, 본 발명은 지금까지 기술되지 않은, 그러나 본 발명의 사상 및 범주에 상응하는 임의의 수의 변형들, 변경들, 치환들 또는 등가의 배열들을 포함하도록 수정될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들이 기술되었지만, 본 발명의 태양들은 기술된 실시예들 중 일부만을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 전술한 설명에 의해 제한되는 것으로 간주되어서는 안 되며, 첨부된 청구범위의 범주에 의해서만 제한된다.

Claims (20)

  1. 마이크로전자기계 시스템(microelectromechanical system, MEMS) 디바이스; 및
    상기 MEMS 디바이스 상의 소결된 전기 콘택트(electrical contact)를 포함하는, 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소결된 전기 콘택트는 소결된 금속 페이스트(metal paste), 소결된 금속 분말, 소결된 금속 잉크(metal ink), 및 소결된 금속 프리폼(metal preform)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 소결된 재료를 포함하는, 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 소결된 전기 콘택트는 실버-페이스트-금속화(silver-paste-metalized) 전기 콘택트를 포함하는, 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 MEMS 디바이스는,
    제1 축을 따라 플랫폼(platform)을 이동시키도록 구성된 적어도 하나의 제1 MEMS 액추에이터(actuator); 및
    상기 제1 축에 대체로 수직인 방향으로 상기 플랫폼을 이동시키도록 구성된 적어도 하나의 제2 MEMS 액추에이터를 포함하며, 상기 디바이스는 적어도 하나의 추가의 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트를 추가로 포함하는, 디바이스.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 MEMS 액추에이터는 협력하여 상기 플랫폼을 이동시키도록 구성된 3개의 제2 MEMS 액추에이터들을 포함하는, 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 MEMS 액추에이터는 상기 3개의 제2 MEMS 액추에이터들 내에 적어도 부분적으로 네스팅되는(nested), 디바이스.
  7. 제3항에 있어서,
    전기 도선을 갖는 렌즈 배럴(lens barrel); 및
    상기 전기 도선을 상기 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트에 연결하는 도전성 에폭시를 추가로 포함하는, 디바이스.
  8. 제3항에 있어서, 상기 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트는 180 마이크로미터 내지 300 마이크로미터인 폭 및 120 마이크로미터 내지 170 마이크로미터인 길이를 갖는 실버 페이스트 도트(silver paste dot)를 포함하는, 디바이스.
  9. 제3항에 있어서, 상기 디바이스는 렌즈를 갖는 카메라를 포함하고, 상기 MEMS 디바이스는 상기 렌즈를 이동시키도록 구성된 MEMS 액추에이터를 포함하는, 디바이스.
  10. 제1항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대용 전자 디바이스를 포함하는, 디바이스.
  11. 복수의 MEMS 디바이스들을 갖는 MEMS 웨이퍼를 제공하는 단계;
    상기 복수의 MEMS 디바이스들 각각의 적어도 하나의 이동 가능 부분을 릴리스(releasing)하는 단계;
    상기 MEMS 웨이퍼 상에 재료를 침착(depositing)하는 단계; 및
    상기 재료를 소결시키는 것에 의해 상기 MEMS 웨이퍼 상에 복수의 소결된 전기 콘택트들을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 침착하는 단계는 상기 릴리스하는 단계 후에 상기 MEMS 웨이퍼 상에 상기 재료를 침착하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 형성하는 단계는 상기 재료가 절연 층을 통과해 상기 MEMS 웨이퍼의 기판 내로 확산하도록 상기 MEMS 웨이퍼를 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 가열하는 단계는 상기 가열하는 단계 동안에 산화물 성장을 허용하기에 충분한 온도로 상기 MEMS 웨이퍼를 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 침착하는 단계는 금속 페이스트, 금속 프리폼, 금속 잉크, 또는 금속 분말 중 적어도 하나를 침착하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 침착하는 단계는 상기 MEMS 웨이퍼 상에 실버를 침착하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제1 및 제2 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트들을 갖는 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 디바이스를 제공하는 단계;
    상기 제1 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트를 제어 도선에 결합하는 단계; 및
    상기 제2 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트를 기준 도선에 결합하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어 도선을 이용하여 상기 제1 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트에 제어 전압을 제공하는 단계; 및
    상기 기준 도선을 이용하여 상기 제2 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트에 기준 전압을 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 MEMS 디바이스는 카메라의 렌즈에 결합되고, 상기 방법은,
    상기 제1 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트에 전압을 인가하는 것에 의해 상기 MEMS 디바이스를 이용하여 상기 렌즈의 위치를 조정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 MEMS 디바이스는 휴대용 전자 디바이스 내의 카메라의 렌즈 배럴 내에 배치되고 상기 렌즈 배럴은 상기 제어 도선을 포함하며, 상기 방법은,
    상기 제어 도선을 이용하여 상기 제1 실버-페이스트-금속화 전기 콘택트에 제어 전압을 인가하는 것에 의해 상기 카메라의 초점을 조절하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
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